(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼機関によって動作する車両の排気系統のため対抗音システムであって、計測された音に基づいて排気系統内に対抗空気伝搬音を生成して、燃焼機関によって生成されて排気系統内を伝達される空気伝搬音の大きさおよび位相を該音が計測される排気系統内の位置の近傍において少なくとも部分的に打ち消すための対抗音システムを制御するための方法であって、
（Ｓ１）前記排気系統の内部の音を計測するステップと、
（Ｓ２）前記計測した音に基づいて制御信号を算出するステップと、
（Ｓ３）前記制御信号での動作時の前記対抗音システムの少なくとも１つのスピーカの予期される熱負荷を算出し、かつ／または、前記制御信号での動作時の前記対抗音システムの前記少なくとも１つのスピーカの予期される機械的負荷を算出するステップと、
（Ｓ４）前記算出した熱負荷および／または機械的負荷を特定の最大負荷と比較するステップと、
（Ｓ５）前記算出した熱負荷および／または前記算出した機械的負荷が前記最大負荷以下である場合、前記スピーカを前記制御信号で動作させるステップと
（Ｓ６）前記算出した熱負荷および／または前記算出した機械的負荷が前記最大負荷よりも大きい場合、前記制御信号のスペクトルを変更することにより、算出される熱負荷および／または算出される機械的負荷を前記最大負荷以下にする補正制御信号を得て、前記スピーカを前記補正制御信号で動作させるステップとを含む方法。
【請求項２】
前記制御信号のスペクトルを変更するステップ（Ｓ６）が、
（Ｓ６１）前記制御信号の個々の周波数の振幅を閾値と比較するサブステップと、
（Ｓ６２）補正制御信号を得るために、振幅が前記閾値以下である前記制御信号の周波数の振幅をゼロにするサブステップと、
（Ｓ６３）前記補正制御信号での動作時の前記対抗音システムの前記少なくとも１つのスピーカの予期される熱負荷を算出し、かつ／または、前記補正制御信号での動作時の前記対抗音システムの前記少なくとも１つのスピーカの予期される機械的負荷を算出するサブステップと、
（Ｓ６４）前記算出した熱負荷および／または前記算出した機械的負荷を前記特定の最大負荷と比較するサブステップと、
（Ｓ６６）前記算出した熱負荷および／または前記算出した機械的負荷が前記最大負荷よりも大きい場合、前記閾値を増加させ、ステップ（Ｓ６１）〜（Ｓ６４）を繰り返すサブステップと、
（Ｓ６５）前記算出した熱負荷および／または前記算出した機械的負荷が前記最大負荷以下になると、前記スピーカを前記補正制御信号で動作させるサブステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記制御信号のスペクトルを変更するステップ（Ｓ６）が、
（Ｓ６１’）前記制御信号の周波数を前記燃焼機関のエンジン次数に割り当てるサブステップと、
（Ｓ６２’）補正制御信号を得るために、エンジン次数が閾値以上である前記制御信号の周波数の振幅をゼロにするサブステップと、
（Ｓ６３’）前記補正制御信号での動作時の前記対抗音システムの前記少なくとも１つのスピーカの予期される熱負荷を算出し、かつ／または、前記補正制御信号での動作時の前記対抗音システムの前記少なくとも１つのスピーカの予期される機械的負荷を算出するサブステップと、
（Ｓ６４’）前記算出した熱負荷および／または前記算出した機械的負荷を前記特定の最大負荷と比較するサブステップと、
（Ｓ６６’）前記算出した熱負荷および／または前記算出した機械的負荷が前記最大負荷よりも大きい場合、前記閾値を減少させ、ステップ（Ｓ６１’）〜（Ｓ６４’）を繰り返すサブステップと、
（Ｓ６５’）前記算出した熱負荷および／または前記算出した機械的負荷が前記最大負荷以下になると、前記スピーカを前記補正制御信号で動作させるサブステップとを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記制御信号のスペクトルを変更するステップ（Ｓ６）が、
（Ｓ６１＊）人間の耳では知覚されない、閾値以下の前記制御信号の信号成分を検出するサブステップと、
（Ｓ６２＊）補正制御信号を得るために、前記閾値以下である前記制御信号の信号成分の振幅をゼロにするサブステップと、
（Ｓ６３＊）前記補正制御信号での動作時の前記対抗音システムの前記少なくとも１つのスピーカの予期される熱負荷を算出し、かつ／または、前記補正制御信号での動作時の前記対抗音システムの前記少なくとも１つのスピーカの予期される機械的負荷を算出するサブステップと、
（Ｓ６４＊）前記算出した熱負荷および／または算出した機械的負荷を前記特定の最大負荷と比較するサブステップと、
（Ｓ６６＊）前記算出した熱負荷および／または前記算出した機械的負荷が前記最大負荷よりも大きい場合、前記閾値を増加させ、ステップ（Ｓ６１＊）〜（Ｓ６４＊）を繰り返すサブステップと、
（Ｓ６５＊）前記算出した熱負荷および／または前記算出した機械的負荷が前記最大負荷以下になると、前記スピーカを前記補正制御信号で動作させるサブステップとを含む、請求項１、２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記制御信号のスペクトルを変更するステップ（Ｓ６）が、
（Ｓ６１＃）前記スピーカの共振範囲にある前記制御信号の信号成分を検出するサブステップと、
（Ｓ６２＃）補正制御信号を得るために、前記スピーカの共振範囲にある前記制御信号の信号成分の振幅を増加させるサブステップと、
（Ｓ６３＃）前記補正制御信号での動作時の前記対抗音システムの前記少なくとも１つのスピーカの予期される熱負荷を算出し、かつ／または、前記補正制御信号での動作時の前記対抗音システムの前記少なくとも１つのスピーカの予期される機械的負荷を算出するサブステップと、
（Ｓ６４＃）前記算出した熱負荷および／または前記算出した機械的負荷を前記特定の最大負荷と比較するサブステップと、
（Ｓ６６＃）前記算出した機械的負荷が前記最大負荷よりも大きい場合、前記スピーカの共振範囲にある前記制御信号の信号成分の振幅を減少させ、ステップ（Ｓ６３＃）〜（Ｓ６４＃）を繰り返し、前記算出した熱負荷が前記最大負荷よりも大きい場合、ステップ（Ｓ６２＃）〜（Ｓ６４＃）を繰り返すサブステップと、
（Ｓ６５＃）前記算出した熱負荷および／または前記算出した機械的負荷が前記最大負荷以下になると、前記スピーカを前記補正制御信号で動作させるサブステップとを含む、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記特定の最大負荷が、前記スピーカの発振コイルの温度値および／または前記スピーカの振動板の最大撓みである、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記特定の最大負荷が、前記スピーカの発振コイルの温度と前記温度の継続時間との関数および／または前記スピーカの振動板の撓みと前記撓みの発生頻度との関数である、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記熱負荷を、周囲温度、大気圧、湿度、雨センサの信号、排気ガス温度、エンジン回転数、エンジントルク、および運転により前記スピーカにぶつかる空気流からなるパラメータ群のうちの少なくとも１つを考慮して算出する、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
燃焼機関によって動作する車両の排気系統のための対抗音システム（７）であって、
対抗音制御ユニット（１０）と、
制御信号を受信するために前記対抗音制御ユニット（１０）と接続された少なくとも１つのスピーカ（２）であって、前記対抗音制御ユニット（１０）から該スピーカ（２）が受信した制御信号に応じて、前記排気系統（４）と接続して設置可能な音生成器（３）において対抗音を生成するように適合されたスピーカ（２）と、
前記対抗音制御ユニット（１０）と接続され、排気ガスの流れに関して前記音生成器（３）と前記排気系統（４）との接続の近傍にある前記排気系統（４）の位置に配置可能なエラーマイクロホン（５）であって、前記排気系統（４）内部の音を計測し、対応する計測信号を前記対抗音制御ユニット（１０）へ出力するように適合されたエラーマイクロホン（５）とを含み、
前記対抗音制御ユニット（１０）が、前記制御信号を前記少なくとも１つのスピーカ（２）へ出力することにより、前記エラーマイクロホン（５）から受信した信号の大きさおよび位相を少なくとも部分的に打ち消すために、請求項１から８のうちの一項に記載の方法を実行するように適合された、対抗音システム（７）。
【請求項１０】
燃焼機関（６）と、
前記燃焼機関（６）と接続された排気系統（４）と、
請求項９に記載の対抗音システム（７）であって、前記音生成器（３）および前記エラーマイクロホン（５）が前記排気系統（４）と接続された対抗音システム（７）とを含む、モータ付き車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本出願は、「Uberlastungsschutz fur Lautsprecher in Abgasanlagen」という名称の独国にて２０１１年１１月２日付で出願された特許出願第１０  ２０１１  １１７  ４９５．１号の優先権を主張するものであり、この出願の内容全体を参照により本明細書に援用する。
【０００２】
本発明は、燃焼機関によって駆動される車両の排気系統において音波を能動的に打ち消すかまたは音波に影響を与えるために用いられるスピーカの過負荷保護に関する。
【背景技術】
【０００３】
燃焼機関の設計（例えば、レシプロエンジン、ロータリーピストンエンジン、またはフリーピストンエンジン）にかかわらず、連続した作動サイクル（特に、混合気の吸入および圧縮、動力供給（power）、ならびに燃焼混合気の排出）の結果として騒音が発生する。一方では、これらの騒音は、構造伝搬音として燃焼機関を通過し、次いで、空気伝搬音として燃焼機関の外側から放射される。他方では、これらの騒音は、空気伝搬音として燃焼混合気と共に燃焼機関の排気系統を通過する。
【０００４】
これらの騒音は有害なものとして知覚されることが多い。一方では、騒音軽減のための法規定が存在し、燃焼機関によって動作する車両の製造会社はこれらを遵守しなければならない。それらの法規定は、通常は、車両の動作時の最大許容音圧を明記している。他方では、製造会社は、自社が製造する燃焼機関で動作する車両で特徴的な騒音放出を確実に行い、各製造会社のイメージに合わせ、顧客にアピールしようとしている。排気容積が小さい最新のエンジンでは、この特徴的な騒音放出を通常の手段では確保できないことが多い。
【０００５】
構造伝搬音として燃焼機関を通過する騒音は、容易に減衰させることができるため、通常は騒音軽減に関して問題にはならない。
【０００６】
空気伝搬音として燃焼混合気と共に排気系統を通過する騒音は、排気系統の後方開口部の上流に配置されたマフラーによって低減される。これらのマフラーは、触媒コンバータがある場合はその下流に配置され得る。このようなマフラーは、例えば、吸収の原理および／または反射の原理によって動作可能である。どちらの動作方法も、比較的大きい空間を必要とし、燃焼混合気に対して比較的高い抵抗を生じさせる、つまり、車両の全体効率が低下し、また燃料消費が増加する、という欠点を有する。
【０００７】
マフラーに代わるものまたは追加されるものとして、燃焼機関で生成されて排気系統を通過する空気伝搬音に、電気音響的に生成された対抗音を重畳する、いわゆる対抗音システムがしばらく前から開発されている。このようなシステムは、例えば、特許文献１〜１８から公知である。
【０００８】
このような対抗音システムは、通常、いわゆるフィルタードｘ最小平均二乗（ＦｘＬＭＳ）アルゴリズムを利用している。このアルゴリズムは、エラー信号をゼロに制御しようとする。このエラー信号は、エラーマイクロホンを用いて計測される。エラー信号は、排気系統と流体接続された少なくとも１つのスピーカを用いて音を出力することによって、ゼロになるように制御される。
【０００９】
燃焼機関によって生成されて排気系統内を伝達される空気伝搬音とスピーカから生成される対抗音との音波の相殺的干渉を達成するために、スピーカからの音波は、振幅および周波数の点で、燃焼機関によって生成されて排気系統内を伝達される音波と対応することになる。ただし、スピーカからの音波は、燃焼機関によって生成されて排気系統内を伝達される空気伝搬音に対して１８０度の位相ずれを含むものとなる。排気管内を伝達される空気伝搬音の周波数帯ごとの対抗音が、ＦｘＬＭＳアルゴリズムを用いて、互いに９０度ずれた２つの正弦波振動の適切な周波数および位相位置を決定し、これらの正弦波振動の振幅を算出することによって、別々に算出される。対抗音システムは、音の打消しが、排気系統の少なくとも外部で、しかし必要に応じて内部でも、可聴かつ計測可能であることを目標とする。本文書においては、用語「対抗音」を、スピーカによって生成される音を燃焼機関によって生成されて排気系統内を伝達される空気伝搬音と区別するために用いる。対抗音自体は、通常の空気伝搬音を含んでいる。
【００１０】
１つの対抗音システムが、ドイツ連邦共和国、７３７３０  エスリンゲン（Esslingen）、エーバーシュペッヒャーシュトラーセ（Eberspacherstrasse）  ２４、ヨット・エーバーシュペッヒャー・ゲーエムベーハー・ウント・コンパニー・カーゲー（J. Eberspacher GmbH & Co. KG）社によって供給されている。
【００１１】
排気系統のための公知の対抗音システムには、スピーカを連続的に動作させるのでスピーカ、特にスピーカの発振コイルの熱的過負荷および／またはスピーカの（例えば振動板もしくはスパイダの）機械的過負荷が生じ得るという欠点がある。
【００１２】
スピーカの発振コイルの熱的過負荷を防止するために、ＷＯ０２／２１８７９号では、スピーカに信号が送られたときの発振コイルの予期される温度上昇を、スピーカ、特に発振コイルの熱挙動の数学的モデルを用いて算出し、発振コイルの温度が特定の温度を超えないように、スピーカに送られる上記信号の振幅を必要に応じて減少させることが提案されている。
【００１３】
しかしながら、ＷＯ０２／２１８７９号で提案されている解決手段は排気系統のための対抗音システムのスピーカには適さない。スピーカに送られる信号の振幅を減少させると、車両の動作についての最大許容音圧に関する法規定を確実に遵守することができなくなる。また、ＷＯ０２／２１８７９号では機械的過負荷が全く考えられていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許第４，１７７，８７４号
【特許文献２】米国特許第５，２２９，５５６号
【特許文献３】米国特許第５，２３３，１３７号
【特許文献４】米国特許第５，３４３，５３３号
【特許文献５】米国特許第５，３３６，８５６号
【特許文献６】米国特許第５，４３２，８５７号
【特許文献７】米国特許第５，６００，１０６号
【特許文献８】米国特許第５，６１９，０２０号
【特許文献９】欧州特許第０  ３７３  １８８号
【特許文献１０】欧州特許出願公開第０  ６７４  ０９７号
【特許文献１１】欧州特許第０  ７５５  ０４５号
【特許文献１２】欧州特許第０  ９１６  ８１７号
【特許文献１３】欧州特許第１  ０５５  ８０４号
【特許文献１４】欧州特許第１  ６２７  ９９６号
【特許文献１５】独国特許出願公開第１９７  ５１  ５９６号
【特許文献１６】独国特許第１０  ２００６  ０４２  ２２４号
【特許文献１７】独国特許出願公開第１０  ２００８  ０１８  ０８５号
【特許文献１８】独国特許出願公開第１０  ２００９  ０３１  ８４８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
したがって、本発明の実施形態は、スピーカの発振コイルの熱的過負荷および／またはスピーカの（例えば振動板もしくはスパイダの）機械的過負荷を有効に防止すると同時に排気系統内を伝達される空気伝搬音の許容音圧を超えないことを十分に確実にする、排気系統のための対抗音システムのスピーカの過負荷保護を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
実施形態は、燃焼機関によって動作する車両の排気系統のための対抗音システムであって、計測された音に基づいて排気系統内に対抗空気伝搬音を生成して、燃焼機関によって生成されて排気系統内を伝達される空気伝搬音の大きさおよび位相を排気系統内の該音が計測される位置の近傍において少なくとも部分的に、好ましくは完全に打ち消すための対抗音システムを制御する方法に関する。この音の打消しは、排気系統の少なくとも外部で、しかし好ましくは排気系統の内部でも、可聴かつ計測可能とすることができる。これに関連して、「音が計測される位置の近傍において」とは、音が少なくとも部分的に打ち消される位置が、音の計測位置から排気ガスの流れの下流または上流へ、当該音の計測位置における排気系統の最大径の１０倍以下、好ましくは５倍以下、より好ましくは２倍以下だけ排気ガスの流れに沿って離れていることを意味する。本方法は、排気系統の内部の音を計測するステップと、計測した音に基づいて制御信号を算出するステップとを含む。制御信号は、排気系統内に配置されたスピーカを制御信号で動作させると空気伝搬音が完全にまたは部分的に打ち消されるように、決定され得る。本方法は、また、対抗音システムの少なくとも１つのスピーカ（特に少なくとも１つのスピーカの発振コイル）の、上記少なくとも１つのスピーカ（特に上記少なくとも１つのスピーカの発振コイル）を制御信号で動作させるときに予期される熱負荷を、上記スピーカ、特に発振コイルの数学的モデル（特に、上記少なくとも１つのスピーカの（特に上記少なくとも１つのスピーカの発振コイルの）熱挙動の数学的モデル）を用いて算出し、かつ／または、対抗音システムの上記少なくとも１つのスピーカ（特に、例えば、上記少なくとも１つのスピーカの振動板もしくはスパイダ）を制御信号で動作させるときに予期される上記少なくとも１つのスピーカの機械的負荷を、上記スピーカの数学的モデル（特に、上記少なくとも１つのスピーカの（特に、上記少なくとも１つのスピーカの振動板もしくはスパイダの）機械的挙動の数学的モデル）に基づいて算出するステップを含む。よって、熱負荷および機械的負荷のうちのどちらか一方が算出されるか、または、熱負荷および機械的負荷の両方が算出される。それぞれの数学的モデルは、例えば、式、特性曲線、または表の形態であり得る。そこで、例えばＷＯ０２／２１８７９号に開示されているように、上記少なくとも１つのスピーカの発振コイルの熱負荷に関して数学的モデルを設計することができる。この文献の対応する教示の全体を引用する。本方法は、さらに、算出した熱負荷および／または算出した機械的負荷を特定の最大負荷と比較するステップを含む。熱負荷および機械的負荷に対して、１つの共通の最大負荷値を設定してもよく、別々の最大負荷値を設定してもよい。本方法は、さらに、算出した熱負荷および／または算出した機械的負荷がそれぞれの最大負荷以下であれば、上記少なくとも１つのスピーカを上記制御信号で動作させるステップを含む。本方法は、さらに、算出した熱負荷および／または算出した機械的負荷がそれぞれの最大負荷よりも大きい場合、上記制御信号のスペクトルを変更することにより補正制御信号を得るステップと、上記少なくとも１つのスピーカを補正制御信号で動作させるステップとを含む。これにより、上記少なくとも１つのスピーカの熱負荷および／または上記少なくとも１つのスピーカの機械的負荷の低減は、制御信号の振幅をすべての周波数に亘って全体的に減少させるのではなく、制御信号のスペクトルを変更することによって達成される。例えば、音の打消しに少ししか貢献しない周波数の振幅はゼロにすることができる。
【００１７】
第１の実施形態によると、制御信号のスペクトルを変更するステップは、制御信号の個々の周波数の振幅を閾値と比較するサブステップと、補正制御信号を得るために、振幅が閾値以下である制御信号の周波数の振幅をゼロにするサブステップと、補正制御信号での動作時に予期される対抗音システムの上記少なくとも１つのスピーカの（特に上記少なくとも１つのスピーカの発振コイルの）熱負荷を、上記少なくとも１つのスピーカ、特に発振コイルの数学的モデル（特に、上記少なくとも１つのスピーカの（特に上記少なくとも１つのスピーカの発振コイルの）熱挙動の数学的モデル）を用いて算出し、かつ／または、補正制御信号での動作時の対抗音システムの上記少なくとも１つのスピーカの（特に上記少なくとも１つのスピーカの振動板もしくはスパイダの）予期される機械的負荷を、上記少なくとも１つのスピーカの数学的モデル（特に、上記少なくとも１つのスピーカの（特に上記少なくとも１つのスピーカの振動板もしくはスパイダの）機械的挙動の数学的モデル）を用いて算出するサブステップとを含む。この第１の実施形態によると、制御信号のスペクトルを変更するステップは、算出した熱負荷および／または算出した機械的負荷をそれぞれの特定の最大負荷と比較するサブステップと、算出した熱負荷および／または算出した機械的負荷がそれぞれの最大負荷よりも大きい場合、閾値を増加させて上記のステップを繰り返すサブステップと、算出した熱負荷および／または算出した機械的負荷がそれぞれの最大負荷以下になると、上記少なくとも１つのスピーカを補正制御信号で動作させるサブステップとをさらに含む。これにより、本実施形態においては、閾値未満の周波数の振幅をゼロにする。これにより、小さい振幅の周波数が打ち消されるまで制御信号のスペクトルを変更する。
【００１８】
しかしながら、本発明は、振幅が閾値未満の場合に周波数の振幅をゼロにすることに限定されるわけではない。音の設計上の理由で、大きい振幅の周波数をゼロにし、小さい振幅の周波数をそのままにしておくことが有用な場合もあり得る。この場合は、補正制御信号を得るために、振幅が閾値よりも高い制御信号の周波数の振幅をゼロにする。さらに、補正制御信号を用いることで得られる上記少なくとも１つのスピーカの算出した熱負荷および／または算出した機械的負荷が依然としてそれぞれの最大負荷よりも大きい場合には、閾値を減少させ、その後、本方法における前のステップを繰り返す。
【００１９】
第２の実施形態によると、制御信号のスペクトルを変更するステップは、制御信号の周波数を燃焼機関のエンジン次数に割り当てるサブステップと、補正制御信号を得るために、エンジン次数が閾値以上である制御信号の周波数の振幅をゼロにするサブステップと、補正制御信号での動作時の対抗音システムの上記少なくとも１つのスピーカの（特に上記少なくとも１つのスピーカの発振コイルの）予期される熱負荷を、上記少なくとも１つのスピーカ、特に発振コイルの数学的モデル（特に、上記少なくとも１つのスピーカの（特に上記少なくとも１つのスピーカの発振コイルの）熱挙動の数学的モデル）を用いて算出し、かつ／または、上記少なくとも１つのスピーカの（特に、上記少なくとも１つのスピーカの振動板もしくはスパイダの）機械的負荷を、上記少なくとも１つのスピーカの数学的モデル（特に、上記少なくとも１つのスピーカの（特に上記少なくとも１つのスピーカの振動板もしくはスパイダの）機械的挙動の数学的モデル）を用いて算出するサブステップとを含む。この第２の実施形態によると、制御信号のスペクトルを変更するステップは、算出した熱負荷および／または算出した機械的負荷をそれぞれの特定の最大負荷と比較するサブステップと、算出した熱負荷および／または算出した機械的負荷がそれぞれの最大負荷よりも大きい場合、閾値を減少させて上記のステップを繰り返すサブステップと、算出した熱負荷および／または算出した機械的負荷がそれぞれの最大負荷以下になると、上記少なくとも１つのスピーカを補正制御信号で動作させるサブステップとをさらに含む。これにより、本実施形態においては、閾値よりも上の高いエンジン次数に割り当てられる周波数をゼロにする。したがって、より低いエンジン次数に割り当てられた周波数は保持される一方で、より高いエンジン次数に割り当てられた周波数が打ち消されるまで、制御信号のスペクトルを変更する。
【００２０】
しかしながら、本発明はこれに限定されるわけではない。音の設計上の理由で、より低いエンジン次数に割り当てられる周波数をゼロにし、より高いエンジン次数に割り当てられる周波数をそのままにしておくことが有用な場合もあり得る。この場合は、補正制御信号を得るために、エンジン次数が閾値未満である制御信号の周波数の振幅をゼロにする。さらに、補正制御信号を用いることで得られる上記少なくとも１つのスピーカの算出した熱負荷および／または算出した機械的負荷が依然としてそれぞれの最大負荷よりも大きい場合には、閾値を増加させ、その後、本方法における前のステップを繰り返す。
【００２１】
これに関連して、用語「エンジン次数」を次のように定義する。燃焼機関は非線形振動系である。これらの系は、基本振動数に加えて基本振動数の倍数も有するスペクトルを有する。整数倍を高調波と呼ぶ。基本振動数が変動する間、基本振動数の倍数の振動数も、互いに対して変動すると共に基本振動数に対して一定の比率で変動する。それらは次数(orders)と呼ばれ、序数(ordinal number)は基本振動数の何倍であるかを示す。例えば、２次のエンジン次数(second engine order)は、エンジン回転数の２倍に対応する振動数曲線である。増速比（step-up ratio）または減速比（step-down ratio）により、現実のエンジン系においては、非整数次数、特に２分の１次数を実現可能である。
【００２２】
本発明に適用可能な別の定義によると、「エンジン次数」は、ヘルツで表される周期的事象の周波数に６０を掛けたものを毎分回転数（ｒｐｍ）で表されるエンジンの回転速度で割ったものである。このため、例えば、エンジンのクランクシャフトが１回転するごとに１回発生する周期的事象（およびこの事象によって生じる音）は、１次のエンジン次数に属する。このようにして、燃焼機関で発生するすべての周期的事象（およびこれらの事象によって生じる音）をあるエンジン次数に割り当てることが可能である。
【００２３】
第３の実施形態によると、制御信号のスペクトルを変更するステップは、人間の耳ではあまりよく知覚できないかまたは全く知覚できない信号成分を人間の耳の心理音響モデルを用いて検出するサブステップと、補正制御信号を得るために、人間の耳での知覚性が閾値以下である制御信号の信号成分の振幅をゼロにするサブステップと、補正制御信号での動作時の対抗音システムの上記少なくとも１つのスピーカの（特に上記少なくとも１つのスピーカの発振コイルの）予期される熱負荷を、上記少なくとも１つのスピーカ、特に発振コイルの数学的モデル（特に、上記少なくとも１つのスピーカの（特に上記少なくとも１つのスピーカの発振コイルの）熱挙動の数学的モデル）を用いて算出し、かつ／または、補正制御信号での動作時の対抗音システムの上記少なくとも１つのスピーカの（特に上記少なくとも１つのスピーカの振動板もしくはスパイダの）予期される機械的負荷を、上記少なくとも１つのスピーカの数学的モデル（特に、上記少なくとも１つのスピーカの（特に上記少なくとも１つのスピーカの振動板もしくはスパイダの）機械的挙動の数学的モデル）を用いて算出するサブステップと、算出した熱負荷および／または算出した機械的負荷をそれぞれの特定の最大負荷と比較するサブステップとを含む。この第３の実施形態によると、制御信号のスペクトルを変更するステップは、算出した熱負荷および／または算出した機械的負荷がそれぞれの最大負荷よりも大きい場合、閾値を増加させて上記のステップを繰り返すサブステップと、算出した熱負荷および／または算出した機械的負荷がそれぞれの最大負荷以下になると、上記少なくとも１つのスピーカを補正制御信号で動作させるサブステップとをさらに含む。このようにして、標準的な聴力の人間の耳ではどのみち知覚されないであろう信号成分を特定的に省くことが可能である。実施形態は、とりわけ、強い上音の近くに弱い振動数成分で特に発生する通常の聴覚効果および／またはマーカー効果についての人間の音のオーディオグラムを考慮することが可能である。この関連において、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １１１７２−３およびＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１８−３（ＭＰＥＧ−１オーディオレイヤーＩＩＩおよびＭＰＥＧ−２オーディオレイヤーＩＩＩ）規格に記載の技術を引用することができる。
【００２４】
第４の実施形態によると、制御信号のスペクトルを変更するステップは、上記少なくとも１つのスピーカの共振範囲にある制御信号の信号成分を、上記少なくとも１つのスピーカの数学的モデル（特に、上記少なくとも１つのスピーカの振動挙動の数学的モデル）（該スピーカは特に発振コイルを含む）を用いて検出するサブステップと、補正制御信号を得るために、上記少なくとも１つのスピーカの共振範囲にある制御信号の信号成分の振幅を増加させるサブステップと、補正制御信号での動作時の対抗音システムの上記少なくとも１つのスピーカの（特に上記少なくとも１つのスピーカの発振コイルの）予期される熱負荷を、上記少なくとも１つのスピーカ、特に発振コイルの数学的モデル（特に、上記少なくとも１つのスピーカの（特に上記少なくとも１つのスピーカの発振コイルの）熱挙動の数学的モデル）を用いて算出し、かつ／または、補正制御信号での動作時の対抗音システムの上記少なくとも１つのスピーカの（特に上記少なくとも１つのスピーカの振動板もしくはスパイダの）機械的負荷を、上記少なくとも１つのスピーカの数学的モデル（特に、上記少なくとも１つのスピーカの（特に上記少なくとも１つのスピーカの振動板もしくはスパイダの）機械的挙動の数学的モデル）を用いて算出するサブステップとを含む。この第４の実施形態によると、制御信号のスペクトルを変更するステップは、算出した熱負荷および／または前記算出した機械的負荷をそれぞれの特定の最大負荷と比較するサブステップと、算出した機械的負荷が最大負荷よりも大きい場合は、上記少なくとも１つのスピーカの共振範囲にある制御信号の信号成分の振幅を減少させるサブステップと、上記の直近の両ステップを繰り返すサブステップとをさらに含む。これに関連して、振幅を減少させる程度は、先の振幅の増加とは等しくない。すなわち、それよりも大きいかまたは小さい。この第４の実施形態によると、制御信号のスペクトルを変更するステップは、算出した機械的負荷が最大負荷以下でありかつ算出した熱負荷が最大負荷よりも大きい場合は、上記少なくとも１つのスピーカの共振範囲に再度入る制御信号の信号成分の振幅を増加させるサブステップと、上記の直前の２つのステップを繰り返すサブステップとをさらに含む。算出した熱負荷および／または算出した機械的負荷がそれぞれの最大負荷以下になると、上記少なくとも１つのスピーカを補正制御信号で動作させるステップが行われる。
【００２５】
上記少なくとも１つのスピーカの共振範囲にある制御信号の信号成分の振幅を増加させると、個々の信号成分の振幅の増加がわずかであっても、それぞれのスピーカ振動板に大きな撓みが発生する。その結果、スピーカの発振コイルを通り過ぎて伝達される気流が増加し、そのため、発振コイルの自然冷却が増すので、振幅の増加による発振コイルのさらなる温度上昇が過度に補償される。したがって、上記少なくとも１つのスピーカの共振範囲にある制御信号の信号成分をわずかに減少させても、それぞれのスピーカ振動板の撓みは大きく低減する。
【００２６】
実施形態において、特定の最大負荷とは、温度値および／または上記少なくとも１つのスピーカの振動板の最大撓みであり、したがって、時間に依存しない値である。
【００２７】
代わりの実施形態によると、特定の最大負荷は、温度と継続時間との関数および／または上記少なくとも１つのスピーカの振動板の最大撓みと発生頻度との関数である。したがって、最大負荷を超えるのは、ある最短期間にわたって温度値を超えている場合および／またはある時間内に最大撓みが発生する頻度が過度に高い場合のみである。そこで、線形累積損傷則（the rules of the linear accumulation of damage）に従って温度および／または撓みをまとめて評価することができる。このようにすれば、それぞれのスピーカの実用寿命をまだ減じることはない過渡的負荷を許容できる。
【００２８】
実施形態によると、上記少なくとも１つのスピーカ、特に発振コイルの数学的モデル（特に、上記少なくとも１つのスピーカの（特に上記少なくとも１つのスピーカの発振コイルの）熱挙動の数学的モデル）は、周囲温度、大気圧、湿度、雨センサの信号、排気ガス温度、エンジン回転数、エンジントルク、および運転時にそれぞれのスピーカにぶつかる気流のうちの少なくとも１つのパラメータを考慮したものである。そこで、それぞれのスピーカを取り巻く空気の熱容量を適応させるために湿度を用いることができる。雨センサの出力信号は、外部温度および湿度についての信頼領域を可能にする。上記の値のうちのいくつかまたはすべては、車両のエンジン制御ユニットのＣＡＮバスで提供することができる。
【００２９】
燃焼機関によって駆動する車両の排気系統のための対抗音システムの実施形態は、対抗音制御ユニットと、少なくとも１つのスピーカと、エラーマイクロホンとを有する。そこで、上記少なくとも１つのスピーカは、制御信号を受信するために対抗音制御ユニットと接続されており、対抗音制御ユニットから受信した制御信号に応じて、排気系統と流体接続して設置可能な音生成器で対抗音を発生させるように適合されている。エラーマイクロホンは、対抗音制御ユニットとさらに接続されており、音生成器と排気系統との流体接続の近傍にある排気系統の位置に配置されており、排気系統内部の音を計測し、対応する計測信号を対抗音制御ユニットへ提供するように適合されている。これに関連して、「流体接続の近傍に」とは、エラーマイクロホンが、音生成器と排気系統との流体接続箇所から、排気ガスの流れに沿ってこの流体接続箇所の下流または上流に、この流体接続箇所における排気系統の最大径の１０倍以下、好ましくは５倍以下、より好ましくは２倍以下だけ排気ガスの流れに沿って離れていることを意味する。対抗音制御ユニットは、上記少なくとも１つのスピーカへ制御信号を出力することによって、エラーマイクロホンから受信した信号（ひいては、排気系統内を伝達される空気伝搬音）の値および位相の両方を少なくとも部分的に、好ましくは完全に打ち消すために、上記の方法を実行するように適合されている。この音の打消しは、排気系統の少なくとも外部で、好ましくは排気系統内部でも、可聴かつ計測可能とすることができる。
【００３０】
車両の実施形態は、燃焼機関と、燃焼機関と流体接続する排気系統と、上記の対抗音システムとを含み、対抗音システムは、音生成器が排気系統と接続され、エラーマイクロホンが排気系統内または排気系統上に配置される。
【００３１】
このような関連において、本文書においては、別段の具体的な明記がない限り、用語「制御する（control）」は、ドイツ語で一般に用いられている意味以外に、用語「調節する（regulate）」と大体同義に使われている。これは、両用語のすべての文法的変化にも関する。したがって、本文書においては、用語「制御（control）」は、用語「調節（regulation）」が単純な制御鎖にも言及し得るのと同様に、制御変数および／またはその計測値への言及を含み得る。
【００３２】
また、本明細書および特許請求の範囲において特徴を列挙するために用いられる用語、例えば「包含する（encompass）」、「含む（comprise）」、「含む（include）」、「含有する（contain）」、および「備える（with）」ならびにそれらの文法的変化は、概して、例えば方法のステップ、装置、領域、要素などのような特徴の非制限的な列挙として理解されるものであり、他のもしくは追加の特徴または他のもしくは追加の特徴のグループの存在を除外するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
本発明の上記およびその他の有利な特徴は、以下の本発明の代表的な実施形態の詳細な説明および添付の図面からより明らかになる。なお、本発明のすべての考えられ得る実施形態が、本明細書において明らかにされる利点のひとつひとつのすべて、またはいずれかを提示するとは必ずしも限らない。
【００３４】
本発明のさらなる特徴は、特許請求の範囲および図面と共に、以下の実施形態の説明によるものである。図面において、同一かつ／また類似の要素には、同一かつ／または類似の参照記号を付している。本発明は、以下に説明する実施形態の例に限定されるわけではなく、同封の特許請求の範囲の範囲によって定められる。特に、本発明が教示するような実施形態の個々の特徴を、以下に述べる例とは異なる数量および組合せで実現することができる。以下の本発明のいくつかの実施形態の説明においては、同封の図面も参照する。
【図１】本発明の一実施形態に係る対抗音システムの概略斜視図である。
【図２】燃焼機関の排気系統と相互作用する図１の対抗音システムの概略ブロック図である。
【図３】一般的な実施形態に係る、図１および図２の排気系統のための対抗音システムを制御するため方法のフローチャートである。
【図４Ａ−４Ｄ】それぞれ、第１、第２、第３、および第４の実施形態に係る、図１および図２の排気系統のための対抗音システムを制御するための方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下に説明する代表的な実施形態においては、機能および構造が同じ構成要素には、可能な限り同じ参照符号を付している。そのため、ある特定の実施形態の個々の構成要素の特徴を理解するために、本発明の他の実施形態および発明の概要の説明を参照してもよい。
【００３６】
なお、この関連において、本明細書または特許請求の範囲において用いられる用語「含む（comprise）」、「含む（include）」、「有する（having）」、および「備える（with）」ならびにそれらの文法的変化は、述べられた構成要素、数字、整数、ステップなどのような技術的特徴の存在を示すものであり、１つまたは複数の代替的な特徴、特に、他の構成要素、数字、整数、ステップもしくはこれらのグループの存在あるいは追加を除外するものではない。
【００３７】
次に、本発明の一実施形態による対抗音システム７を、図１および図２を参照しながら説明する。
【００３８】
対抗音システム７は、遮音された筐体の形態の音生成器３を含み、該音生成器は、スピーカ２を内蔵し、テールパイプ１の近傍において排気系統４と流体接続する。
【００３９】
テールパイプ１は、排気系統４内を伝達される排気ガスを外部へ排出するために開口部８を有する。
【００４０】
圧力センサの形態のエラーマイクロホン５がテールパイプ１上に設けられている。エラーマイクロホン５は、排気系統４と音生成器３との流体接続が提供される領域の下流の部分でテールパイプ１の内部の圧力変動ひいては音を計測する。しかしながら、本発明はこのようなタイプのエラーマイクロホン配置に限定されるわけではないことを強調する。ほとんどの場合、エラーマイクロホンは、音生成器と排気系統との流体接続箇所から、排気ガスの流れに関して下流または上流へ、この流体接続箇所における排気系統の最大径の１０倍以下、好ましくは５倍以下、より好ましくは２倍以下だけ離れていればよい。
【００４１】
スピーカ２およびエラーマイクロホン５は、対抗音制御ユニット１０と電気的に接続される。
【００４２】
排気系統４は、燃焼機関６とテールパイプ１との間に配置された、燃焼機関６から放出されて排気系統４内を伝達される排気ガスを浄化するための触媒コンバータ（図示せず）をさらに含み得る。
【００４３】
次に、上記対抗音システム７の機能について、図３、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、および図４Ｄのフローチャートを用いてより詳細に説明する。
【００４４】
対抗音制御ユニット１０の動作の一般的原理を図３に示す。
【００４５】
まず、ステップＳ１において、排気系統の内部を伝達される音が、テールパイプ１の近傍のエラーマイクロホン５を用いて計測される。
【００４６】
次のステップＳ２において、対抗音制御ユニット１０は、上記計測された音を用いて、対抗音を適用することによって排気系統の内部を伝わる音の広範な打消しを可能にする制御信号を、フィルタードｘ最小平均二乗（ＦｘＬＭＳ）アルゴリズムを利用して算出する。
【００４７】
その後（Ｓ３）、対抗音制御ユニット１０は、上記制御信号での動作時のスピーカ２の発振コイルの予期される熱負荷を、対抗音制御ユニットに格納された発振コイルの（特に、発振コイルの熱挙動の）数学的モデルを用いて算出する。これに関連して、ＷＯ０２／２１８７９号に記載のスピーカ２のモデルを用い、該モデルにおいては、対抗音システム７を保持する車両の周囲温度、スピーカ２の周囲温度、現在の大気圧、現在の湿度、排気ガス温度、エンジン回転数、エンジントルク、ならびに車両の幾何学的形状および車両速度から運転により予期される、スピーカにぶつかる気流が追加的に考慮されている。この関連において、湿度および周囲温度の信頼領域のために、車両の雨センサの出力信号も用いられる。数学的モデルは、式の代わりに例えば特性線または特性表の形態でも利用可能である。対抗音制御ユニット１０は、適切なセンサ（図示せず）を用いて湿度と排気ガス温度とを測定し、エンジン回転数、エンジントルク、雨センサの出力信号、および車両速度は、エンジン６のエンジン制御ユニットによってＣＡＮバスを介して対抗音制御ユニット１０へ提供される。
【００４８】
エンジン制御ユニットによってＣＡＮバスを介して提供されるパラメータを考慮することによって、予期される発振コイルの今後の温度推移を予想することが可能である。例えば、エンジン回転数が急激に増加すれば、ほとんど遅れることなく排気ガス温度が上昇することが予期され、あるいは、車両速度が急激に減少すれば、周囲空気によるスピーカの冷却が弱まることが予期される。このことによって、予防策として、今後の熱負荷を考慮して発振コイルを動作させることが可能になる。これは、上昇した排気ガス温度や弱まった冷却などの外部パラメータによる発振コイルの今後の温度上昇を予測できるからである。したがって、上記のパラメータを用いることによって、発振コイルの数学的モデルを、車両およびエンジンの動作状態を動的に考慮したものにすることが可能である。
【００４９】
同時に、対抗音制御ユニット１０は、ステップＳ３において、制御信号での動作時のスピーカ２の膜およびスパイダの予期される機械的負荷を、対抗音制御ユニットに格納されたスピーカの数学的モデル（特に、スピーカの機械的挙動の数学的モデル）を用いて算出する。
【００５０】
ステップＳ４において、算出した発振コイルの熱負荷と算出したスピーカの機械的負荷とを、それぞれの特定の最大負荷と比較する。このために、熱負荷および機械的負荷に対してそれぞれ別々の最大負荷が特定されている。
【００５１】
図示した実施形態において、この最大熱負荷は、単なる温度値ではなく、温度と継続時間との関数として特定されている。これにより、対抗音制御ユニット１０は、発振コイルの負荷の履歴を考慮するので、予期されるスピーカ２全体の実用寿命に影響が及ぶことにならない限り、発振コイルの当該温度を短時間超えても許容される。
【００５２】
最大機械的負荷も、単にスピーカの振動板およびスパイダの最大撓みではなく、撓みと発生頻度との関数である。
【００５３】
算出した熱負荷および算出した機械的負荷がそれぞれの最大負荷以下である場合、対抗音制御ユニットがステップＳ２で算出した制御信号でスピーカを動作させる（Ｓ５）。
【００５４】
そうでなく、算出した熱負荷または機械的負荷が最大負荷よりも大きい場合は、補正制御信号を得るために、ステップＳ６において制御信号のスペクトルを変更し、スピーカ２をこの補正制御信号で動作させる。
【００５５】
図３は対抗音制御ユニット１０の制御ループの１回のパスのみを示しているが、当業者には、実際の応用例では、例えばエンジン回転数の変化の結果、排気系統５内を伝達される音のスペクトルが変化することにより、この制御ループがその後直ちに繰り返されてもよいことは自明である。
【００５６】
ステップＳ６の４つの代替的実施形態を図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、および図４Ｄに示す。
【００５７】
図４Ａに示す第１の実施形態によると、最初のステップＳ６１で、まず、制御信号の個々の周波数の振幅を、対抗音制御ユニット１０に格納された初期閾値と比較する。
【００５８】
次に、補正制御信号を得るために、振幅が上記閾値以下である制御信号の周波数の振幅をゼロにする（Ｓ６２）。
【００５９】
次のステップＳ６３で、対抗音制御ユニット１０は、補正制御信号での動作時の対抗音システム７のスピーカ２の発振コイルの予期される熱負荷を、発振コイルの数学的モデル（特に、発振コイルの熱挙動の数学的モデル）を用いて算出し、補正制御信号での動作時の対抗音システム７のスピーカ２の振動板およびスパイダの予期される機械的負荷を、対抗音制御ユニット１０に格納されたスピーカの数学的モデル（特に、スピーカの機械的挙動の数学的モデル）を用いて算出する。この計算は、図３のステップＳ３における計算と同様に行われる。
【００６０】
次に、ステップＳ６４で、算出した熱負荷と算出した機械的負荷とを、個々の場合に用いられるスピーカ２に応じて対抗音制御ユニット１０において設定されているそれぞれの特定の最大負荷と比較する。この比較は、図３のステップＳ４における比較と同様に行われる。
【００６１】
算出した熱負荷または算出した機械的負荷がそれぞれの最大負荷よりも大きい場合、ステップＳ６６で閾値を増加させ、本方法はステップＳ６１へ戻る。
【００６２】
一方、算出した熱負荷と算出した機械的負荷との両方が最大負荷以下である場合、ステップＳ６５でスピーカ２を補正制御信号で動作させる。
【００６３】
図４Ｂに示す第２の実施形態によると、まず、最初のステップＳ６１’で、制御信号の周波数を燃焼機関６のエンジン次数に割り当てる。図示した実施形態において、この割当ては、エンジン回転数の倍数を用いて行われる。
【００６４】
次のステップＳ６２’では、補正制御信号を得るために、エンジン次数が対抗音制御ユニット１０に格納された初期閾値以上である上記制御信号の周波数の振幅をゼロにする。
【００６５】
次に、補正制御信号での動作時の対抗音システム７のスピーカ２の発振コイルの予期される熱負荷を、発振コイルの数学的モデル（特に、発振コイルの熱挙動の数学的モデル）を用いて算出し、補正制御信号での動作時の対抗音システム７のスピーカ２の振動板およびスパイダの予期される機械的負荷を、対抗音制御ユニット１０に格納されたスピーカ２の数学的モデル（特に、スピーカの機械的挙動の数学的モデル）を用いて算出する（Ｓ６３’）。この計算は、図３のステップＳ３における計算と同様に行われる。
【００６６】
次のステップＳ６４’で、算出した熱負荷と算出した機械的負荷とを、個々の場合に用いられるスピーカ２に応じて対抗音制御ユニット１０において特定されているそれぞれの特定の最大負荷と比較する。この比較は、図３のステップＳ４における比較と同様に行われる。
【００６７】
算出した熱負荷または算出した機械的負荷が最大負荷よりも大きい場合、ステップＳ６６’で閾値を減少させ、その後、本方法はステップＳ６１’へ戻る。
【００６８】
そうでなければ、算出した熱負荷と算出した機械的負荷との両方がそれぞれの最大負荷以下になると、ステップＳ６５’においてスピーカ２を補正制御信号で動作させる。
【００６９】
図４Ｃに示す第３の実施形態によると、まず、最初のステップＳ６１＊で、人間の耳の心理音響モデルを用いて、人間の耳ではあまりよく知覚できないかまたは全く知覚できない制御信号の信号成分を検出する。本実施形態においては、この検出は、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １１１７２−３およびＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１８−３規格と同様に行われる。
【００７０】
次のステップＳ６２＊では、補正制御信号を得るために、人間の耳での知覚性が閾値以下である上記制御信号の周波数の振幅をゼロにする。
【００７１】
次に、補正制御信号での動作時の対抗音システム７のスピーカ２の発振コイルの予期される熱負荷を、発振コイルの数学的モデル（特に、発振コイルの熱挙動の数学的モデル）を用いて算出し、補正制御信号での動作時の対抗音システム７のスピーカ２の振動板およびスパイダの予期される機械的負荷を、対抗音制御ユニット１０に格納されたスピーカ２の数学的モデル（特に、スピーカの機械的挙動の数学的モデル）を用いて算出する（Ｓ６３＊）。この計算は、図３のステップＳ３における計算と同様に行われる。
【００７２】
次のステップＳ６４＊で、算出した熱負荷と算出した機械的負荷との両方を、個々の場合に用いられるスピーカ２に応じて対抗音制御ユニット１０において特定されているそれぞれの最大負荷と比較する。この比較は、図３のステップＳ４における比較と同様に行われる。
【００７３】
算出した熱負荷または算出した機械的負荷が最大負荷よりも大きい場合、ステップＳ６６＊で閾値を増加させ、その後、本方法はステップＳ６１＊へ戻る。
【００７４】
そうでなければ、算出した熱負荷と算出した機械的負荷との両方が最大負荷以下になると、ステップＳ６５＊においてスピーカ２を補正制御信号で動作させる。
【００７５】
図４Ｄに示す第４の実施形態によると、最初のステップＳ６１＃で、発振コイルを含むスピーカの数学的モデル、特にスピーカの振動挙動の数学的モデルを用いて、スピーカの共振範囲にある制御信号の信号成分を検出する。
【００７６】
次に、ステップＳ６２＃では、補正制御信号を得るために、スピーカの共振範囲にある制御信号の信号成分の振幅を引き上げ、増加させる。本実施形態においては、特定の絶対値だけ引き上げる。あるいは、それぞれの振幅の絶対値に応じて大きさが異なる特定の相対値だけ引き上げてもよい。
【００７７】
次のステップＳ６３＃では、補正制御信号で動作するときの対抗音システムのスピーカの発振コイルのそれぞれの予期される熱負荷を、発振コイルの数学的モデル（特に、発振コイルの熱挙動の数学的モデル）を用いて算出し、補正制御信号で動作するときの対抗音システムのスピーカの予期される機械的負荷を、スピーカの数学的モデル（特に、スピーカの機械的挙動の数学的モデル）を用いて算出する。
【００７８】
次いで、算出した熱負荷および算出した機械的負荷の両方を特定の最大負荷と比較する（Ｓ６４＃）。
【００７９】
算出した機械的負荷が最大負荷よりも大きい場合、次のステップＳ６６＃で、スピーカの共振範囲にある制御信号の信号成分の振幅を再び減少させ、よって引き下げ、その後、ステップＳ６３＃〜ステップＳ６４＃を再び繰り返す。図示する実施形態においては、前のステップＳ６２＃での増加に用いられた絶対値の半分に相当する特定の絶対値だけ減少させる。あるいは、例えば、前のステップＳ６２＃での引き上げのための値に用いられた値に応じて異なる特定の相対値だけ減少させてもよい。重要なのは、減少がその前の増加と同一ではなく、増加がその前の減少と同一ではないことである。
【００８０】
ただし、算出した機械的負荷が最大負荷以下であっても、算出した熱負荷が依然として最大負荷よりも大きい場合は、ステップＳ６２＃〜ステップＳ６４＃を繰り返す。
【００８１】
算出した熱負荷と算出した機械的負荷との両方が最大負荷以下になると、スピーカを補正制御信号で動作させる（Ｓ６５＃）。
【００８２】
図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、および図４Ｄを参照しながら説明した上記実施形態においては発振コイルの熱負荷とスピーカの機械的負荷との両方を考慮したが、その変形として、発振コイルの熱負荷とスピーカの機械的負荷のうちの一方のみを考慮してもよく、いずれの場合も他方の負荷は無視してよい。
【００８３】
表示の明瞭化のために、図面には、本発明を理解するために必要な要素、構成要素、および機能のみを表示している。しかしながら、本発明の実施形態は、図示した要素、構成要素、および機能に限定されるわけではなく、追加の要素、構成要素、および機能をそれらの用途またはそれらの機能の範囲に必要な限りにおいて含んでいる。
【００８４】
上記では最大２つの制御信号を用いて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるわけではない。本発明は、任意の数の制御信号に広げることができる。
【００８５】
本発明を、ある代表的な実施形態に関して説明したが、当業者にとっては多くの代替、修正および変形が明らかであることは明白である。したがって、本明細書中に記載の本発明の代表的な実施形態は、例示的なものであり、いかなる点においても限定的なものではない。以下の特許請求の範囲によって定められる本発明の精神および範囲から逸脱することなく、種々の変更がなされ得る。
【符号の説明】
【００８６】
１    テールパイプ
２    スピーカ
３    音生成器
４    排気系統
５    エラーマイクロホン
６    燃焼機関
７    対抗音システム
８    開口部
１０  対抗音制御ユニット
【図１】
0005615336.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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